PT2924662T - Onboard unit and method for functional monitoring in a road toll system - Google Patents

Description

DESCRIÇÃODESCRIPTION

ONBOARD-UNIT Ξ MÉTODO PARA A VIGILÂNCIA DE FUNCIONAMENTO NUM SISTEMA RODOVIÁRIO DE PORTAGENS A presente invenção refere-se a uma Onboard-Unit para um sistema rodoviário de portagens, com um recetor de navegação por satélite para gerar constantemente coordenadas de posição e as respetivas medições de qualidade a partir de dados brutos obtidos por satélite, um rádio transmissor recetor e um processador associado a estes componentes, o qual foi concebido para, poder gerar dados de portagem a partir dos dados das coordenadas de posição transmitindo-os através do rádio transmissor recetor. A invenção refere-se ainda a um método para a vigilância do funcionamento de um sistema rodoviário de portagens por meio de uma tal Onboard-Unit.The present invention relates to an Onboard-Unit for a toll road system, with a satellite navigation receiver for constantly generating position coordinates and respective measurements of quality from raw satellite data, a radio transmitter receiver and a processor associated with these components, which is designed to be able to generate toll data from the position coordinate data by transmitting them through the transmitting radio transmitter . The invention further relates to a method for monitoring the operation of a road toll system by means of an Onboard Unit.

Onboard-Units (OBUs) com base em sistemas de navegação por satélite (global navigation satellite systems, GNSS) podem por exemplo ser "Thick Client"-OBUs, que comparam as coordenadas de posição geradas com um mapa de estradas digital armazenado na Onboard-Unit, determinando assim trajetos com portagens obrigatórias, calculando o valor de portagens a cobrar e enviando os dados como dados de portagem através do rádio transmissor recetor, mas pode igualmente tratar-se de "Thin Client"-OBUs que enviam diretamente as coordenadas de posição como dados de portagem para uma central, a qual calcula os valores de portagens a pagar. 0 funcionamento e o desempenho de tais GNSS- OBUs depende em grande parte da qualidade da sua receção por satélite e das coordenadas de posição específicas resultantes.Onboard-Units (OBUs) based on global navigation satellite systems (GNSS) can for example be "Thick Client" -OBUs, which compare the position coordinates generated with a digital road map stored on Onboard- Unit, thus determining compulsory toll roads, calculating the tolls to be charged and sending the data as toll data via the receiving radio transmitter, but it can also be "thin client" -OBUs that directly send the position coordinates such as toll data for a plant, which calculates tolls payable. The operation and performance of such GNSS-OBUs depends to a large extent on the quality of their satellite reception and the resulting specific position coordinates.

Na EP 1 696 207 AI é descrito um método para a classificação de coordenadas de posição, em que a partir da sua qualidade são eliminadas ou marcadas coordenadas de posição inválidas e em que coordenadas de posição a partir de dados brutos utilizáveis obtidos por satélite utiliza apenas os dados brutos ou metadados daí resultantes, não utilizando entretanto as próprias coordenadas de posição.In EP 1 696 207 AI, a method is described for the classification of position coordinates, where from their quality invalid position coordinates are deleted or marked and where position coordinates from usable raw data obtained by satellite use only the resulting raw data or metadata, but not using the position coordinates themselves.

Durante o cálculo das portagens tal é realizado na sua maioria a partir de processos de manutenção de estradas ou através de uma autoridade, a chamada "Toll Charger", a geração de dados de portagem ou o cálculo das portagens é normalmente fornecido como um serviço prestado por um "Service Provider"; o "Service Provider" tem assim que garantir um desempenho particular, como um certo grau de processamento de portagens num percurso com portagens.During the calculation of tolls this is mostly done from road maintenance processes or through an authority, the so-called "Toll Charger", the generation of toll data or the calculation of tolls is usually provided as a service rendered by a "Service Provider"; the "Service Provider" has thus to guarantee a particular performance, such as a certain degree of toll processing on a toll road.

Para medir o desempenho e a eficácia de um sistema rodoviário de portagens são atualmente utilizadas frotas de veículos de teste, que exemplarmente percorrem a título de teste certos percursos com portagens, de modo a comparar em seguida na central de Toll Chargers os valores de portagens com as viagens de teste realizadas. Para reduzir o pessoal e o esforço organizacional, a EP 2665 044 prevê alternativamente, que o número de Onboard-Units de Toll Charger para testar trajetos de portagem obrigatória recolham dados relativos às posições e possam transmiti-los como dados de referência diretamente para a central de portagem da Toll Charger, onde esta compara os dados de referência com os dados de portagem em vigor gerados pelo Service Provider para medir o desempenho do sistema rodoviário de portagens. A invenção tem por objetivo proporcionar dispositivos e um método melhorado para testar o desempenho do sistema rodoviário de portagens, permitindo em consequência disso um melhoramento na eficiência do sistema rodoviário de portagens e com isso um aumento do grau de desempenho de portagens.In order to measure the performance and efficiency of a road toll system, fleets of test vehicles are currently used, which exemplarily test certain toll roads in order to compare to the Toll Chargers the test trips performed. To reduce personnel and organizational effort, EP 2665 044 alternatively provides that the number of Toll Charger Onboard Units to test compulsory toll trajectories collect position data and can transmit them as reference data directly to the switch Toll Charger, where it compares the reference data with the current toll data generated by the Service Provider to measure the performance of the road toll system. The invention aims to provide devices and an improved method for testing the performance of the road toll system, thereby permitting an improvement in the efficiency of the road toll system and thereby an increase in toll performance.

Este objetivo é alcançado de acordo com um primeiro aspeto da invenção por meio de uma Onboard-Unit do tipo acima mencionado, que é caraterizada por um detetor de falhas associado ao recetor de navegação por satélite, o qual foi concebido para, perante uma ausência de coordenadas de posição dar resposta durante um período mínimo de tempo predeterminado ou perante uma redução nos valores de medição da qualidade abaixo de uma medição de qualidade pré-estabelecida, e um registador associado ao recetor de navegação por satélite e ao detetor de falhas, o qual está adaptado para, gerar um conjunto de dados de erros como resposta ao detetor de falhas contendo pelo menos a última coordenada de posição antes da resposta, em que o processador foi concebido para, receber o conjunto de dados de erros do registador transmitindo-os através do rádio transmissor recetor.This object is achieved according to a first aspect of the invention by means of an Onboard-Unit of the aforementioned type, which is characterized by a fault detector associated with the satellite navigation receiver, which is designed to, in the absence of position coordinates to respond for a predetermined minimum period of time or before a reduction in the quality measurement values below a preset quality measurement, and a register associated with the satellite navigation receiver and the fault detector, which is adapted to generate a set of error data in response to the fault detector containing at least the last position coordinate before the response, wherein the processor is designed to receive the error data set from the logger by transmitting them through of the receiving radio transmitter.

De acordo com um segundo aspeto a invenção proporciona um método para a medição do funcionamento num sistema rodoviário de portagens, com uma central e pelo menos uma Onboard-Unit instalada num veículo, a qual a partir de dados brutos obtidos por satélite gera continuamente as coordenadas de posição e as medições de qualidade associadas transmitindo para a central os dados de portagem gerados com base nisso, o qual compreende: A deteção de uma interrupção de coordenadas ao longo de um dado período mínimo de tempo (8) ou uma redução dos valores de medição de qualidade perante um dado valor mínimo de medição de qualidade na Onboard-Unit, em caso de deteção, registar um conjunto de dados de erros tendo pelo menos a última coordenada de posição antes da deteção na Onboard-Unit, transmissão do conjunto de dados de erros da Onboard-Unit para a central, e a avaliação do conjunto de dados de erros na central.According to a second aspect the invention provides a method for measuring the operation in a road toll system, with a central and at least one Onboard-Unit installed in a vehicle, which from raw data obtained by satellite continuously generates the coordinates and associated quality measurements by transmitting to the exchange the toll data generated on the basis thereof, which comprises: Detection of a coordinate interruption over a given minimum period of time (8) or a reduction of the values of measurement of quality against a given minimum value of quality measurement in the Onboard-Unit, in case of detection, register a data set of errors having at least the last position coordinate before the detection in Onboard-Unit, transmission of the data set from errors of the Onboard-Unit to the central, and the evaluation of the data set of errors in the central.

De acordo com a invenção é possibilitada deste modo pela primeira vez, a avaliação feita por uma central quanto à qualidade da determinação de posições e obstruções geradas pelo sistema GNSS para um sistema rodoviário de portagens, podendo detetar assim com antecedência suficiente erros críticos do sistema GNSS na rede de estradas e com base na última coordenada de posição ordená-las geograficamente. Em vez de um teste de avaliação do desempenho através da deteção de erros de posição das GNSS-OBUs é agora possível imediatamente ou com um breve tempo de atraso de transmissão avaliar na central continuamente e com uma amplitude correspondente as superfícies de obstrução das OBUs. Como consequência disso os diferentes erros relacionados com o GNSS no sistema rodoviário de portagens podem ser excluídos, p. ex. sinais de interferência, estimativas dos sinais de satélite, etc. e as suas causas, p. ex. sinais de interferência locais e também móveis ("Jammer") ou ocorrências geográficas como montanhas ou túneis. Assim e pela primeira vez através da última coordenada de posição respetiva, é possível delimitar zonas de erro de modo a eliminar os erros, p. ex. o ajuste da colocação de transmissores de posição fixos, balizas de suporte, repetidores de sinal de satélite ou semelhantes, ou identificar e desligar fontes de sinais de interferência etc. É particularmente vantajoso, quando o conjunto de dados de erros gerados pela Onboard-Unit inclui um carimbo de tempo das referidas últimas coordenadas de posição. Desse modo, é possível tirar conclusões a partir de uma pluralidade de conjuntos de dados de erros gerados pelas Onboard-Units ou por uma e única onboard-Unit relativamente a dias diferentes ou estações do ano também relativamente a erros dependentes do tempo e causas de erro, p. ex. variação de tempo ou sinais periódicos de interferência, constelações de satélites desfavoráveis ou obstrução dos sinais de satélite em função de ocorrências climáticas ou devido á vegetação durante os períodos de crescimento, etc. Além disso, o movimento de uma fonte móvel de interferência pode ser controlado com precisão p. ex. "Jammer" que enviam sinais de interferência conscientes para impedir um cálculo de portagem adequado, com recurso a camaras de trânsito e/ou para identificar veículos de emergência.According to the invention, for the first time, the evaluation made by a plant for the quality of the determination of positions and obstructions generated by the GNSS system for a road toll system is possible, thus being able to detect in advance sufficient critical errors of the GNSS system in the network of roads and based on the last coordinate of position order them geographically. Instead of a performance evaluation test by detecting position errors of the GNSS-OBUs it is now possible immediately or with a short transmission delay time to evaluate in the control station continuously and with a corresponding amplitude the obstructing surfaces of the OBUs. As a consequence, different GNSS-related errors in the toll road system can be excluded, ex. interference signals, satellite signal estimates, etc. and its causes, p. ex. local and mobile interference ("Jammer") or geographical occurrences such as mountains or tunnels. Thus, for the first time through the last position coordinate, it is possible to delimit error zones in order to eliminate errors, ex. adjusting the placement of fixed position transmitters, support beacons, satellite signal repeaters or the like, or identifying and disconnecting sources of interference signals etc. It is particularly advantageous when the error data set generated by the Onboard-Unit includes a time stamp of said last position coordinates. In this way it is possible to draw conclusions from a plurality of error data sets generated by the Onboard-Units or by one and only onboard-Unit for different days or seasons of the year also in respect of time-dependent errors and causes of error , P. ex. variation of time or periodic signals of interference, unfavorable satellite constellations or obstruction of satellite signals due to climatic events or due to vegetation during periods of growth, etc. In addition, the movement of a mobile source of interference can be precisely controlled p. ex. Jammer "which send conscious interference signals to prevent proper toll calculation using transit cameras and / or to identify emergency vehicles.

Para poder delimitar ainda melhor as áreas geográficas dos erros detetados, é particularmente vantajoso, quando o conjunto de dados de erros também contém a primeira coordenada de posição detetada após o fim da resposta. Preferencialmente o conjunto de dados de erros pelas razões mencionadas inclui também um carimbo de tempo da referida primeira coordenada de posição.In order to further delimit the geographical areas of the detected errors, it is particularly advantageous when the error data set also contains the first position coordinate detected after the end of the response. Preferably the set of error data for the above reasons also includes a time stamp of said first position coordinate.

Numa forma de realização vantajosa da invenção, o conjunto de dados de erros também contém pelo menos uma medição de qualidade gerada durante a resposta do detetor de falhas ou durante a deteção da falha. Tal permite ainda tirar conclusões mais precisas quanto às causas de erros. Desse modo se a medição de qualidade ou o número de satélites associados para gerar as coordenadas de posição ou um valor DOP (dilution of precision) contiver um valor de medição de posição associado, é possível reconhecer uma constelação de satélites desfavorável - que ocorra ocasional ou localmente. Caso a medição de qualidade contenha os respetivos níveis de sinal necessários para produzir o valor de medição de posição associada dos satélites utilizados e/ou uma relação sinal/ruído dos sinais de satélite, é igualmente possível tirar conclusões a respeito de sinais de interferência ou atenuação dos sinais - p. ex. como resultado de emissões de interferência locais eventualmente móveis de eventos climáticos ou obstruções devido a montanhas ou florestas.In an advantageous embodiment of the invention, the error data set also contains at least one quality measurement generated during the fault detector response or during fault detection. This makes it possible to draw more precise conclusions as to the causes of errors. Thus if the quality measurement or the number of satellites associated to generate the position coordinates or a DOP (dilution of precision) value contains a associated position measurement value, it is possible to recognize an unfavorable satellite constellation - occurring occasionally or locally. If the quality measurement contains the respective signal levels required to produce the associated position measurement value of the satellites used and / or a signal-to-noise ratio of the satellite signals, it is also possible to draw conclusions about interference or attenuation signals of the signals - p. ex. as a result of potentially interfering local emissions of weather events or obstructions due to mountains or forests.

Entende-se aqui que um conjunto de dados de erros, não significa apenas um conjunto mas pode igualmente conter uma série de medições de qualidade geradas durante a resposta do detetor de falhas o que permite uma avaliação do perfil das medições de qualidade e com isso a obtenção de conclusões ainda mais precisas p. ex. a respeito das diferentes causas de erros.It is understood here that a set of error data does not only mean a set but may also contain a series of quality measurements generated during the fault detector response which allows an assessment of the profile of the quality measurements and thereby the obtaining even more precise conclusions p. ex. about the different causes of errors.

De preferência o conjunto de dados de erros inclui também deteção de dados brutos obtidos por satélite durante a resposta do detetor de falhas e/ou valores de medição por sensor gerados por um elemento de sensor, de modo a poder determinar futuramente com mais fundamentação uma causa de erro. É particularmente vantajoso, quando o detetor de falhas inclui um Watchdog (cão de guarda) , o qual é acionado para cada coordenada de posição gerada. Tal constitui para o detetor de falhas uma peça de construção particularmente simples e confiável.Preferably, the error data set also includes detection of raw satellite data during the fault detector response and / or sensor-sensed values generated by a sensor element, so that a cause can be determined in the future error message. It is particularly advantageous when the fault detector includes a Watchdog, which is triggered for each generated position coordinate. This is a particularly simple and reliable construction part for the fault detector.

Numa forma de realização preferida do método da invenção na central, partindo pelo menos de uma segunda unidade de bordo, há um segundo conjunto de dados de erro gerados e transmitidos pelo já referido modo e cujo conjunto de dados de erros recebidos pelas pelo menos duas Onboard-Units é avaliado e validado quando comparado entre ambas. Como resultado disso podem facilmente ser consideradas e compensadas causas de erros temporários e erros individuais ou interferências de Onboard-Units individuais, p. ex. devido a algo incorretamente instalado no veículo. Entretanto com o número de Onboard-Units adicionáveis aumenta a sua importância na avaliação dos conjuntos de dados de erros em termos de possíveis causas de erros. É particularmente vantajoso, que durante a avaliação seja realizada uma comparação dos conjuntos de erros com um mapa digital para as interferências e obstruções geográficas recebidas por satélite. Desse modo pode ser gerado um "mapa de erros GNSS" que pode ser alinhado com ocorrências geográficas, p.ex. montes elevados, vales estreitos, túneis etc. Desta forma as ocorrências geográficas são mais fáceis de distinguir das causas de erros ocorridas tecnicamente, podendo ser tomadas medidas na estrada para a eliminação dos mesmos. A invenção é explicada em mais detalhe com referência a uma forma de realização exemplar mostrada nos desenhos anexos. Os desenhos ilustram: A Figura 1 representa um sistema rodoviário de portagens, com Onboard-Units montadas em veículos de acordo com a invenção numa vista esquemática superior; A Fig 2 representa um diagrama de blocos das Onbard-Units da Fig. 1; e A Fig. 3 representa diagramas de dados e de sinais exemplares que aparecem na Onboard-Unit da Fig. 2 e durante a realização do método da invenção. A Fig. 1 representa um sistema rodoviário de portagens 1, (OBU) baseado em Onboard-Units 2, que são transportadas em veículos 3 e as suas utilizações locais numa rede de estradas 4 com portagens a cobrar. A utilização local pode por exemplo ser um percurso de um certo segmento de estrada 4, cujo percurso ultrapassa um limite, inserido numa determinada área geográfica ou semelhante e que pode ser calculado conforme desejado, por exemplo por segmento de estrada, comprimento de estrada percorrido, tempo utilizado numa dada área (p. ex. tempo de estacionamento) etc.In a preferred embodiment of the method of the invention in the plant, starting from at least a second onboard unit, there is a second set of error data generated and transmitted by said mode and whose set of error data received by the at least two Onboard -Units is evaluated and validated when compared between the two. As a result, causes of temporary errors and individual errors or interferences of individual Onboard-Units can be easily considered and compensated, ex. due to something incorrectly installed in the vehicle. However, with the number of add-on Onboard Units increases their importance in evaluating error data sets in terms of possible causes of errors. It is particularly advantageous that during the evaluation a comparison of the error sets with a digital map is made for the interferences and geographical obstructions received by satellite. In this way a "GNSS error map" can be generated that can be aligned with geographical occurrences, eg high mountains, narrow valleys, tunnels, etc. In this way geographic occurrences are easier to distinguish from the causes of errors technically occurring, and measures can be taken on the road to eliminate them. The invention is explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the accompanying drawings. The drawings illustrate: Figure 1 depicts a road toll system, with Onboard-Units mounted on vehicles according to the invention in a top schematic view; Fig 2 shows a block diagram of the Onbard-Units of Fig. 1; and Fig. 3 represents exemplary data and signal diagrams which appear in the Onboard-Unit of Fig. 2 and during the carrying out of the method of the invention. 1 shows a road toll system 1, (OBU) based on Onboard-Units 2, which are carried in vehicles 3 and their local uses in a road network 4 with tolls. Local use may for example be a path of a certain road segment 4, the path of which exceeds a limit, inserted in a given geographical area or the like and which can be calculated as desired, for example by road segment, road length, time used in a given area (eg parking time) etc.

De acordo com a Fig. 2 cada Onboard-Unit 2 dispõe de um recetor de navegação por satélite 5, que com base em sinais de satélite 6 obtidos por satélites de navegação 7 (Fig. 1) de um sistema global de navegação por satélite (Global Navigation Satellite System, GNSS) determina continuamente a posição da Onboard-Unit 2 fornecendo coordenadas de posição pi, p2...no geral pi com as respetivas medições de qualidade qi, q2...no geral qi.According to Fig. 2 each Onboard-Unit 2 has a satellite navigation receiver 5, which is based on satellite signals 6 obtained by navigation satellites 7 (Fig. 1) of a global navigation satellite system ( Global Navigation Satellite System, GNSS) continuously determines the position of Onboard-Unit 2 by providing position coordinates pi, p2 ... in general pi with their quality measurements qi, q2 ... in general qi.

Cada valor de medição de qualidade qi de coordenadas de posição pi; pode conter diferentes parâmetros de qualidade, por exemplo quantidade, nível de sinal e/ou relação nível/sinal dos sinais 6 para determinar as respetivas coordenadas de posição Pi; obtidas pelos satélites de navegação 7 utilizados, p. ex. igualmente de forma analítica em valores-DOP (dilution of precision), para recetores de navegação por satélite 5 que se encontram disponíveis para fins comerciais, para cada coordenada de posição pi.Each quality measurement value qi of position coordinates pi; may contain different quality parameters, for example quantity, signal level and / or signal level / signal ratio 6 to determine the respective position coordinates Pi; obtained by the navigating satellites 7 used, p. ex. also in an analytical form in DOP (dilution of precision) values, for satellite navigation receivers 5 that are available for commercial purposes, for each position coordinate pi.

Para além das coordenadas de posição pi e dos seus valores de medição de qualidade qi o recetor de navegação por satélite 5 pode igualmente apresentar dados "brutos" obtidos por satélite, p. ex. extrato dos sinais de satélite 6, ou apresentar dados de processamento durante a geração das coordenadas de posição pi; noutros "dados brutos obtidos por satélite" referidos como r±. A saída das coordenadas de posição pi, as medições de qualidade qi ou os dados brutos obtidos por satélite ri pode ser efetuada por meio de saídas separadas do recetor de navegação por satélite 5, por meio de uma saída comum de multiplexagem ou através de um Bus comum em pacotes de dados separados. A Onboard-Unit 2 está ainda equipada com um rádio transmissor recetor 8, por exemplo para um padrão de emissão de rádio móvel 2G, 3G, 4G ou 5G, tal como GSM, UMTS ou LTE, o ITS-G5 ou padrão WAVE para a comunicação por rádio de curto alcance, um dos padrões IEEE 802.11 para a comunicação WLAN ou outros semelhantes, tendo montado um processador 9 no recetor de navegação por satélite 5 e no rádio transmissor recetor 8.In addition to the position coordinates pi and their quality measurement values, the satellite navigation receiver 5 may also display "raw" satellite data, ex. extract of the satellite signals 6, or display processing data during the generation of the position coordinates pi; in other "raw data obtained by satellite" referred to as r ±. The output of the position coordinates pi, quality measurements qi or the raw data obtained by satellite ri can be effected by means of separate outputs of the satellite navigation receiver 5, by means of a common multiplexing output or via a Bus common in separate data packets. Onboard-Unit 2 is also equipped with a radio transmitter receiver 8, for example for a 2G, 3G, 4G or 5G mobile radio broadcast standard, such as GSM, UMTS or LTE, ITS-G5 or WAVE standard for short-range radio communication, one of the IEEE 802.11 standards for WLAN communication or the like, having mounted a processor 9 in the satellite navigation receiver 5 and the receiving radio transmitter 8.

Opcionalmente podem ser fornecidos um ou mais elementos de sensor 10, por exemplo sensores de velocidade ou de aceleração, que estão montados na Onboard-Unit 2 ou ligados com a Onboard-Unit 2 no veículo 3 para gerar valores de medições por sensor mi, p. ex. velocidade, aceleração ou gerar outras medições aproximadas de valores locais. Tal elemento de sensor 10 pode igualmente ser formado através do rádio transmissor recetor 8, caso em que os valores de medição por sensor m± são metadados do rádio transmissor recetor 8, por exemplo células de transmissão por rádio ou dados recebidos por intensidade de campo através de uma ligação a emissão por rádio 11 por meio de uma estação de rádio 12, neste caso uma estação de base para uma rede móvel de rádio, na qual se encontra o rádio transmissor recetor 8. 0 processador 9 partindo da sequência {pi}de coordenadas de posição pi; gera dados de portagem M, de modo a poder enviá-los por meio de um rádio transmissor recetor 8 através da ligação por rádio 11 e a estação de rádio 12 para uma central 13 do sistema rodoviário de portagens 1.Optionally, there may be provided one or more sensor elements 10, for example speed or acceleration sensors, which are mounted to the Onboard-Unit 2 or connected with the Onboard-Unit 2 in the vehicle 3 to generate measurement values for mi, p . ex. speed, acceleration, or generate other approximate local value measurements. Such a sensor element 10 may also be formed by the receiving transmitter radio 8, in which case the measured sensor values m ± are metadata of the receiving transmitter radio 8, for example radio transmission cells or data received by field strength through of a radio link 11 by means of a radio station 12, in this case a base station for a mobile radio network, in which the receiving radio transmitter 8 is located. The processor 9 starts from the sequence {pi} of position coordinates pi; generates toll data M so as to be able to send them via a radio transmitter receiver 8 via the radio link 11 and the radio station 12 to a central 13 of the road toll system 1.

Os dados de portagem M podem p. ex. ser ocorrências de portagens, que são gerados através de uma comparação com um mapa ("map-matching") das coordenadas de posição {pi} com um mapa de estradas digital armazenado na Onboard-Unit 2 sobre as estradas ou locais com pagamento de portagem obrigatório 4. Alternativamente os dados de portagem M podem igualmente ser as próprias coordenadas de posição pi, que podem ser enviadas individualmente ou - se assim desejado filtradas quanto à qualidade - recolhidas num pacote para qualquer momento ou para certos momentos, para certos locais ou estando simplesmente disponíveis através de uma ligação por rádio 11 por meio do rádio transmissor recetor 8. Neste último caso a comparação de mapas e o cálculo de ocorrências podem realizar-se na central 13 .The toll data M can e.g. ex. be toll occurences, which are generated by a map-matching of position coordinates {pi} with a digital road map stored on Onboard-Unit 2 on toll roads or toll locations 4. Alternatively the toll data M may also be the position coordinates pi itself, which may be sent individually or - if so desired filtered for quality - collected in a package at any time or for certain times, for certain locations or simply available via a radio link 11 via the receiver transmitter radio 8. In this latter case the map comparison and occurrence calculation can be performed in the exchange 13.

De acordo com a Fig. 1, os veículos 3 percorrem nas respetivas vias de estradas 4 uma área geográfica 14, em que os sinais recebidos pelos recetores de navegação por satélite 5 dos sinais de satélite 6 estão com interferências ou têm obstruções, ocorrendo assim uma redução dos valores de medição de qualidade qi e/ou o respetivo recetor de navegação por satélite 5 não gera qualquer coordenada de posição pi. A Fig. 3 representa temporizações exemplares dos respetivos sinais ou dados de uma Onboard-Unit 2 . De acordo com este exemplo o recetor de navegação por satélite 5 relativamente a momentos de tempo t:lf t2..„, de um modo geral ti a partir dos dados brutos obtidos por satélite (não representados) gera as respetivas coordenadas de posição pi (Fig. 3a) e um valor respetivo de medições de qualidade qi (Fig. 3c) . Quando o veículo 3 percorre as referidas áreas geográficas 14, o recetor de navegação por satélite 5 não gera qualquer coordenada de posição pi. No entanto gera valores de medição de qualidade no geral qi.According to Fig. 1, the vehicles 3 travel on respective roadways 4 a geographical area 14, wherein the signals received by the satellite navigation receivers 5 of the satellite signals 6 are interfered with or have obstructions, thus occurring a reduction of the quality measurement values qi and / or its satellite navigation receiver 5 does not generate any position coordinates pi. Fig. 3 represents exemplary timings of the respective signals or data of an Onboard-Unit 2. According to this example, the satellite navigation receiver 5 with respect to times of time t: lf t2 .. ", generally from raw satellite data (not shown) generates its position coordinates pi ( Fig. 3a) and a respective value of quality measurements qi (Fig. 3c). When the vehicle 3 travels through said geographical areas 14, the satellite navigation receiver 5 does not generate any coordinate of position pi. However it generates quality measurement values in general qi.

De modo a poder apreender e medir erros de determinação de posições da Onboard-Unit 2 e com isso o funcionamento do sistema rodoviário de portagens 1 p. ex. como resultado de sinais de interferência e/ou ocultação dos sinais de satélite 6, são utilizados os seguintes componentes e seguinte método. A Onboard-Unit 2 dispõe de um recetor de navegação por satélite 5 associado a um detetor de falhas 15, o qual dá resposta e gera um sinal de saída s (Fig. 3e) , p. ex. um sinal lógico "High" ou um lógico "1", em alternativa (a) quando deteta uma falha de coordenadas de posição pi por um dado período de tempo mínimo δ e/ou (b) quando deteta uma redução nos valores de medição da qualidade qi abaixo de uma dada medição de qualidade Qmin.In order to be able to seize and measure positioning errors of the Onboard-Unit 2 and with this the operation of the toll road system 1 p. ex. as a result of interference and / or concealment signals from satellite signals 6, the following components and the following method are used. Onboard-Unit 2 has a satellite navigation receiver 5 associated with a fault detector 15, which responds and generates an output signal s (Fig. 3e), p. ex. a logic signal "High" or a logic "1", alternatively (a) when it detects a position coordinate fault pi for a given minimum time period δ and / or (b) when it detects a reduction in the measured values of the quality qi below a given Qmin quality measurement.

Para a deteção da ocorrência (a) o detetor de falhas 15 pode compreender um Watchdog 16, p. ex. sob a forma de um homem-morto ou de um circuito monoestável acionável, o qual para cada nova coordenada pi é acionado de novo à sua entrada para o período mínimo de tempo δ emitindo com isso à sua saída (aqui: invertido) um sinal de deteção d (Fig. 3b) , quando dentro do referido período mínimo de tempo δ não alcança nenhuma coordenada de posição pi.For detecting the occurrence (a) the fault detector 15 may comprise a Watchdog 16, p. ex. in the form of a deadman or an actionable monostable circuit, which for each new coordinate pi is triggered again at its input for the minimum period of time δ thereby outputting (here: inverted) a signal of (Fig. 3b), when within said minimum time period δ does not reach any position coordinate pi.

Alternativamente ou adicionalmente para o Watchdog 16 o detetor de falhas 15 para a deteção da ocorrência (b) pode dispor de um comparador 17, o qual compara os valores de medição de qualidade qi com uma medição de qualidade mínima Qmin e que perante uma redução nos valores de medição da qualidade qi abaixo de uma medição de qualidade mínima Qmin emite um sinal de saída c (Fig. 3d). Dependendo da complexidade dos valores de medição de qualidade qi pode ser desejável simplificar esta comparação, em que o comparador 17 possa ainda relativamente a uma pluralidade de parâmetros (dimensões) contendo valores de medição de qualidade qi resumi-los a uma única medição de qualidade global Qi Alternativamente a medição de qualidade mínima Qmin poderá conter níveis de valores individuais formando um parâmetro de qualidade compreendido num valor de medição de qualidade qi.Alternatively or additionally to the Watchdog 16 the fault detector 15 for detecting the occurrence (b) may have a comparator 17, which compares the quality measurement values qi with a minimum quality measurement Qmin and that in the event of a reduction in Quality measurement values qi below a minimum quality measurement Qmin outputs an output signal c (Fig. 3d). Depending on the complexity of the quality measurement values qi it may be desirable to simplify this comparison, wherein the comparator 17 furthermore relates to a plurality of parameters (dimensions) containing quality measurement values which summarize them to a single overall quality measurement Qi Alternatively the minimum quality measurement Qmin may contain individual value levels forming a quality parameter comprised in a quality measurement value qi.

Os sinais de saída c do Watchdog 16 e d do comparador 17 podem por exemplo estar acoplados por ligação simples OU por circuito de comutação 18, ao sinal de saída s do detetor de falhas 15. Em vez da ligação OU do circuito 18 pode ser tida em conta uma lógica de avaliação complexa que forneça uma relação de tempo dos sinais c e d quando o detetor de falhas 15 inclui apenas um dos componentes do Watchdog 16 ou do comparador 17, o circuito de comutação 18 é omitido e o sinal de saída s coincide com o sinal c e d conjuntamente.The output signals c of the Watchdog 16 and d of the comparator 17 may for example be single-ended or by switching circuit 18 coupled to the output signal s of the fault detector 15. Instead of the OR connection of the circuit 18 may be taken in comprises a complex evaluation logic which provides a time relation of the signals ced when the fault detector 15 includes only one of the components of the Watchdog 16 or the comparator 17, the switching circuit 18 is omitted and the output signal s coincides with the signal together.

Gerado pelo detetor de falhas 15 o sinal de saída s controla um registador 19, que no caso de tais ocorrências (a) e/ou (b) gera um conjunto de erros F disponibilizando-os ao processador 9 para serem enviados através do rádio transmissor recetor 8 para a central 13. Tal como simbolicamente representado na Fig. 2, o registador 19 está por exemplo ligado a uma unidade de gravação 20 numa ou mais saídas do recetor de navegação 5 com uma memória intermédia 21.Generated by the fault detector 15 the output signal s controls a register 19, which in case of such occurrences (a) and / or (b) generates a set of errors F making them available to the processor 9 to be sent via the transmitting radio receiver 8 to the exchange 13. As symbolically shown in Figure 2, the recorder 19 is for example connected to a recording unit 20 in one or more outputs of the navigation receiver 5 with a buffer 21.

Como conjunto de dados de erros F o registador 19 regista no caso mais simples a última coordenada de posição pm, gerada pelo recetor de navegação por satélite 5 pouco antes da resposta do detetor de falhas 15, ver Fig. 3a. 0 registador 19 pode ainda adicionar mais dados ao conjunto de dados de erros F dependendo dos requisitos - individualmente ou na combinação desejada -de modo que o mesmo pode conter: um carimbo de tempo tm das referidas últimas coordenadas de posição pm; a primeira coordenada de posição pn imediatamente gerada após a conclusão da resposta do detetor de falhas 15, quando assim desejado também com um carimbo de tempo associado tn; relativamente à última e/ou primeira referida coordenada de posição gerada pm, pn os valores de medição da qualidade qm e/ou qn; um ou mais valores de medição de qualidade qi gerados durante a resposta do detetor de falhas 15, ou seja enquanto o registador 19 é acionado (s = "1”) , se assim for desejado igualmente com carimbo de tempo associado t±; os referidos últimos e/ou primeiros valores de medição de posição recebidos pm, pn e/ou durante a resposta do detetor de falhas 15 (s = "1") - ou formados- a partir de dados brutos obtidos por satélite r±; e/ou os últimos e/ou primeiros valores de medição de posição gerados quase simultaneamente pm, pn e/ou durante a resposta do detetor de falhas 15 (s = " 1")como valores de medição por sensor rrti.As the error data set F, the register 19 records in the simplest case the last position coordinate pm, generated by the satellite navigation receiver 5 shortly before the fault detector response 15, see Fig. 3a. The register 19 may further add data to the error data set F depending on the requirements - individually or in the desired combination - so that it may contain: a time stamp tm of the said last position coordinates pm; the first position coordinate pn immediately generated upon completion of the fault detector response 15, when so desired also with an associated time stamp tn; relative to the last and / or first said generated position coordinate pm, pn the quality measurement values qm and / or qn; one or more quality measurement values qi generated during the response of the fault detector 15, ie while the register 19 is triggered (s = "1"), if so desired also with associated time stamp t ±; last and / or first received position measurement values pm, pn and / or during the fault detector response 15 (s = "1") - or formed - from raw data obtained by satellite r ±; and / or the last and / or first position measurement values generated almost simultaneously pm, pn and / or during the response of the fault detector 15 (s = "1") as measured sensor values rrt.

Opcionalmente o registador 19 do conjunto de dados de erros F pode por exemplo retirar dados redundantes ou irrelevantes, complementar com dados ambientais do ambiente da Onboard-Unit 2 ou dados a respeito do estado interno da Onboard-Unit 2, fazer resumo de dados etc. processando dados previamente de acordo com a situação.Optionally, the logger 19 of the error data set F may for example take out redundant or irrelevant data, supplement with environmental data from the Onboard-Unit 2 environment or data about the internal state of the Onboard-Unit 2, summarize data etc. processing data previously according to the situation.

Na central 13, os conjuntos de dados de erros F recebidos são avaliados. Esta avaliação pode por um lado ser realizada individualmente, ou seja os conjuntos de dados de erros F de uma Onboard-Unit 2 podem ser considerados individualmente, por outro lado podem igualmente ser recebidos vários conjuntos de dados de erros F de várias Onboard-Units 2, sendo avaliados em conjunto e podendo desse modo ser validados em relação uns aos outros. São considerados na avaliação dos conjuntos de dados de erros F dependendo do local das coordenadas de posição determinadas pm, pn, {pi} e, quando detetados, os seus carimbos de tempo tm, tn, {ti}, valores de medição de qualidade qm, qn, {qi}, dados brutos obtidos por satélite {ig} e/ou valores de medição por sensor {mi} sendo analisados para possíveis fontes de erro, de modo a preparar medidas para a sua eliminação. É opcionalmente possível durante a avaliação fazer uma comparação dos conjuntos de dados de erros F com um mapa digital com áreas geográficas com interferências e obstruções 14 recebidas por satélite podendo também opcionalmente ser determinadas as suas dependências de tempo. Desse modo as obstruções prolongadas, p. ex. devido a túneis, podem ser reconhecidas e distinguidas das obstruções temporárias p. ex. devido a vales estreitos onde apenas temporariamente um número suficiente de sinais de satélite 6 pode ser recebido se tiverem força necessária, ou atenuações de sinal ou obstruções relacionadas com o clima ou dependentes da estação do ano ou devido a vegetação densa com fontes fixas ou móveis de interferência ("Jammer"), etc., etc. Em consequência disso pode ser iniciado um procedimento de resolução de problemas direcionado para aumentar o grau de aferimento do sistema rodoviário de portagens 1, p. ex. definir um transmissor de posições estacionárias ou um repetidor de sinal de satélite ou eliminar ou desligar fontes de interferência ou sinais de interferência ou p. ex. o envio consciente de sinais de interferência por Jammer são processados e punidos. A invenção não se limita às formas de realização referidas, mas inclui todas as variantes e modificações que se enquadrem no âmbito das reivindicações anexas. Desse modo as Onboard-Units 2 podem ser implementadas na sua totalidade ou pelos seus componentes individuais, tais como o detetor de falhas 15, o registador 19, ou partes dos mesmos bem como módulos de hardware, e igualmente objetos de software, por exemplo no processador 9.At the exchange 13, the received error data sets F are evaluated. This evaluation may on the one hand be performed individually, ie the F error data sets of an Onboard-Unit 2 can be considered individually, on the other hand several F error data sets of various Onboard-Units 2 , being evaluated together and can thus be validated in relation to each other. They are considered in the evaluation of error data sets F depending on the location of the given position coordinates pm, pn, {pi} and, when detected, their time stamps tm, tn, ti, quality measurement values qm , qn, {qi}, raw data obtained by satellite {ig} and / or measurement values by sensor {mi} being analyzed for possible sources of error, in order to prepare measures for their elimination. It is optionally possible during the evaluation to make a comparison of the F data sets with a digital map with geographical areas with interferences and obstructions 14 received by satellite, and also their time dependencies may optionally be determined. In this way prolonged obstructions, e.g. ex. due to tunnels, can be recognized and distinguished from temporary obstructions p. ex. due to narrow valleys where only a sufficient number of satellite signals 6 can be received temporarily if they have the necessary strength, or signal attenuations or obstructions related to the climate or dependent on the season or due to dense vegetation with fixed or moving sources of Jammer, etc., etc. As a consequence, a problem-solving procedure aimed at increasing the degree of benchmarking of the toll road system 1, p. ex. set a transmitter of stationary positions or a satellite signal repeater, or eliminate or disable sources of interference or interference signals, or p. ex. the conscious sending of interference signals by Jammer are processed and punished. The invention is not limited to the embodiments referred to, but includes all variants and modifications falling within the scope of the appended claims. In this way the Onboard-Units 2 can be implemented in their entirety or by their individual components, such as the fault detector 15, the register 19, or parts thereof as well as hardware modules, and also software objects, for example in the processor 9.

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃODOCUMENTS REFERRED TO IN THE DESCRIPTION

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.This list of documents referred to by the author of the present patent application has been prepared solely for the reader's information. It is not an integral part of the European patent document. Notwithstanding careful preparation, the IEP assumes no responsibility for any errors or omissions.

Documentos de patente referidos na descrição • EP 1696207 AI [0003] • EP 2665044 A [0004]Patent documents referred to in the specification • EP 1696207 AI • EP 2665044 A [0004]

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES 1. Onboard-Unit para um sistema rodoviário de portagens (1) , com um recetor de navegação por satélite (5) para a geração contínua de coordenadas de posição (pi) e os respetivos valores de medição de qualidade (qi) a partir de dados brutos recebidos por satélite {r±) , um rádio transmissor recetor(8) e associado a estes componentes (5, 8) um processador (9) , concebido com a finalidade de, a partir das coordenadas de posição (pi) gerar dados de portagem (M) transmitindo-os através do radio transmissor recetor (8), caraterizada por ter ligado ao recetor de navegação por satélite(5) um detetor de falhas (15) , o qual foi concebido para, dar resposta a partir de um erro de coordenadas de posição (pi) ao longo de um período mínimo de tempo (δ) ou a partir de uma redução de valores de medição de qualidade (qi perante um dado valor mínimo de medição de qualidade (Qmin) , e tendo associado um recetor de navegação por satélite (5) tendo o controlo a partir do detetor de falhas(15) de um registador(19), concebido com a finalidade de, durante a resposta do detetor de falhas (15) ser capaz de gerar um conjunto de dados de erros (F) com pelo menos as últimas coordenadas de posição (pm) existentes anteriormente à resposta, em que o processador (9) foi concebido com a finalidade de, receber o conjunto de dados de erros (F) a partir do registador(19) enviando-os através do rádio transmissor recetor(8).1. Onboard-Unit for a toll road system (1), with a satellite navigation receiver (5) for the continuous generation of position coordinates (pi) and respective quality measurement values (qi) from (r), a receiver transmitting radio (8) and associated with these components (5, 8) is a processor (9), designed in order to generate data from the position coordinates (pi) (M) by transmitting them through the receiving radio transmitter (8), characterized in that it has connected to the satellite navigation receiver (5) a fault detector (15), which is designed to respond from a position coordinate error (pi) over a minimum period of time (δ) or from a reduction of quality measurement values (qi before a given minimum value of quality measurement (Qmin), and having associated a receiver (5) having control from the (15) of a recorder (19), designed so that during the response of the fault detector (15) it is able to generate an error data set (F) with at least the last position coordinates (9) is designed to receive the error data set (F) from the recorder (19) by sending it through the receiving transmitter radio (8) . 2. Onboard-Unit de acordo com a reivindicação 1, caraterizada por, o conjunto de dados de erros (F) conter também um carimbo de tempo (tm) das referidas últimas coordenadas de posição (pm) .The Onboard-Unit according to claim 1, characterized in that the error data set (F) also contains a time stamp (tm) of said last position coordinates (pm). 3. Onboard-Unit de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caraterizada por, o conjunto de dados de erros (F) conter igualmente a primeira coordenada de posição gerada após interrupção da geração de coordenadas de posição (pn) .The Onboard-Unit according to claim 1 or 2, characterized in that the error data set (F) also contains the first position coordinate generated upon interruption of the generation of position coordinates (pn). 4. Onboard-Unit de acordo com a reivindicação 3, caraterizada por, o conjunto de dados de erros (F) conter também um carimbo de tempo (tn) das referidas primeiras coordenadas de posição (pn).The Onboard-Unit according to claim 3, characterized in that the error data set (F) also contains a time stamp (tn) of said first position coordinates (pn). 5. Onboard-Unit de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caraterizada por, o conjunto de dados de erros (F) conter também pelo menos uma das medições de qualidade (qi) geradas durante a resposta.Onboard unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the error data set (F) also contains at least one of the quality measurements (qi) generated during the response. 6. Onboard-Unit de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caraterizada por, o conjunto de dados de erros (F) aquando à resposta dada aos dados brutos recebidos por satélite (ri) e/ou por meio de um elemento de sensor (10) conterem também valores de medição gerados por sensor (rru) .Onboard unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the error data set (F) in the response to the raw data received by satellite (ri) and / or by means of a sensor element (10) also contain measurement values generated by sensor (rru). 7. Onboard-Unit de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caraterizada por, o detetor de falhas (15) conter um Watchdog [cão de guarda] (16) , o qual pode ser novamente acionado para cada coordenada de posição (pi) .The Onboard Unit according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the fault detector (15) contains a Watchdog (16), which can be triggered again for each position coordinate (pi ). 8. Método para vigiar o funcionamento de um sistema rodoviário de portagens (1) com uma central (13) e pelo menos uma Onboard-Unit montada num veículo (2) , a qual a partir dos dados brutos do satélite {r±) gera constantemente coordenadas de posição (pi) e as respetivas medições de qualidade (qi) e com base nisso poder transmitir dados de portagem (M) para a central (13), compreendendo: a deteção de uma interrupção de coordenadas (pi) ao longo de um dado período mínimo de tempo (δ) ou uma redução dos valores de medição de qualidade (qi) abaixo de um dado valor mínimo de medição de qualidade (Qmin) na Onboard-Unit (2) , em caso de deteção, registar um conjunto de dados de erros (F) tendo pelo menos a última coordenada de posição (pm) antes da deteção na Onboard-Unit (2), transmissão do conjunto de dados de erros (F) da Onboard-Unit (2) para a central (13), e avaliação do conjunto de dados de erros (F) na central (13).A method for monitoring the operation of a road toll system (1) with a central (13) and at least one Onboard-Unit mounted on a vehicle (2), which from the raw data of the satellite {r ±) generates (pi) and respective quality measurements (qi) and based thereon can transmit toll data (M) to the exchange (13), comprising: detecting a coordinate interruption (pi) along a given minimum period of time (δ) or a reduction of the quality measurement values (qi) below a given minimum quality measurement (Qmin) in the Onboard-Unit (2), in case of detection, register a set (F) having at least the last position coordinate (pm) prior to Onboard-Unit (2) detection, transmission of error data set (F) from the Onboard-Unit (2) to the control panel ( 13), and evaluation of the error data set (F) at the exchange (13). 9. Método de acordo com a reivindicação 8, caraterizado por, o conjunto de dados de erros (F) conter também um carimbo de tempo (tm) das referidas últimas coordenadas de posição (pm) .A method according to claim 8, characterized in that the error data set (F) also contains a time stamp (tm) of said last position (pm) coordinates. 10. Método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caraterizado por, o conjunto de dados de erros (F) conter igualmente a primeira coordenada de posição gerada após interrupção da geração de coordenadas de posição (pn) .Method according to claim 8 or 9, characterized in that the error data set (F) also contains the first position coordinate generated after the interruption of the generation of position coordinates (pn). 11. Método de acordo com a reivindicação 10, caraterizado por, o conjunto de dados de erros (F) conter também um carimbo de tempo (tn) das referidas primeiras coordenadas de posição (pn) .Method according to claim 10, characterized in that the error data set (F) also contains a time stamp (tn) of said first position coordinates (pn). 12. Método de acordo com uma das reivindicações 8 a 11, caraterizado por, o conjunto de dados de erros (F) conter também pelo menos um dos valores de medição de qualidade (qi) .Method according to one of Claims 8 to 11, characterized in that the error data set (F) also contains at least one of the quality measurement values (qi). 13. Método de acordo com uma das reivindicações 8 a 12, caraterizado por, o conjunto de dados de erros (F) aquando à resposta dada aos dados em bruto recebidos por satélite {r±) e/ou por meio de um elemento de sensor (10) conterem também valores de medição gerados por sensor (mi) .Method according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the error data set (F) in response to the raw data received by satellite (r) and / or by means of a sensor element (10) also contain measurement values generated by sensor (mi). 14. Método de acordo com uma das reivindicações 8 a 13, caraterizado por, na central (13), haver pelo menos, a partir de uma segunda unidade de bordo (2) um segundo conjunto de dados de erro (F) gerados e transmitidos pelo jã referido modo e cujo conjunto de dados de erros (F) recebidos pelas pelo menos duas Onboard-Units (2) é avaliado e validado quando comparado entre ambas.Method according to one of Claims 8 to 13, characterized in that in the central unit (13) there is at least from a second edge unit (2) a second set of error data (F) generated and transmitted (F) received by the at least two Onboard-Units (2) is evaluated and validated when compared to both. 15. Método de acordo com uma das reivindicações 8 a 14, caraterizado por, durante a avaliação através de comparação do conjunto de dados de erros (F) com um mapa digital poder determinar áreas geográficas de interferência e de obstrução (14) das receções por satélite.Method according to one of Claims 8 to 14, characterized in that during the evaluation by comparing the error data set (F) with a digital map, it is possible to determine geographical areas of interference and obstruction (14) of the reception by satellite.